C++11 之 " = delete "

1 缺省函数

设计一个类，没有成员函数 (member function)，只有成员数据 (member data)

class DataOnly {
private:
    std::string  strName;　　// member data
    int       　 iData;
};

1.1 特殊成员函数

C++98 编译器会为其隐式的产生四个函数：缺省构造函数，析构函数；拷贝构造函数，拷贝赋值算子

而 C++11 编译器，除了产生这四个函数外，还会多产生两个函数：移动构造函数，移动赋值算子

class DataOnly {
public:
    DataOnly ()                  // default constructor
    ~DataOnly ()                 // destructor

    DataOnly (const DataOnly & rhs)         　 　  // copy constructor
    DataOnly & operator=(const DataOnly & rhs)    // copy assignment operator

    DataOnly (const DataOnly && rhs)         // C++11, move constructor
    DataOnly & operator=(DataOnly && rhs)    // C++11, move assignment operator
};

1.2 两个实现形式

缺省构造函数，是为了初始化类的成员数据，相当于如下形式：

DataOnly::DataOnly(const DataOnly &orig): strName(orig.strName), iData(orig.iData) { }

而拷贝赋值算子的实现，则相当于如下形式：

DataOnly& DataOnly::operator=(const DataOnly &rhs)
{
    strName = rhs.strName;    // calls the string::operator=
    iData = rhs.iData;        // uses the built-in int assignment
    
    return *this;        // return a reference to this object
}

结尾为何返回 *this，可以参见另一篇博文 C++ 之 重载赋值操作符 中的 “1.1 链式赋值”

 

2 禁止缺省函数

作为开发者，如果不想让用户使用某个类成员函数，不声明该函数即可；但对于由编译器自动产生的特殊成员函数 (special member fucntions)，则是另一种情况。

例如，设计一个树叶类，如下所示：

class LeafFromTree{ ... };

莱布尼茨说过，“世上没有两片完全相同的树叶” (Es gibt keine zwei Blätter, die gleich bleiben)，因此，对于一片独一无二的树叶，下面的操作是错误的。

LeafFromTree  leaf1;
LeafFromTree  leaf2;
LeafFromTree  Leaf3(Leaf1);     // attempt to copy Leaf1 — should not compile!
Leaf1 = Leaf2;                  // attempt to copy Leaf2 — should not compile!

由以上代码可知，此时需要避免使用 “拷贝构造函数” 和 “拷贝赋值算子”

2.1 私有+不实现

C++98 中，可声明这些特殊成员函数为私有型 (private)，且不实现该函数，具体如下：

class LeafFromTree{
private:
    LeafFromTree( const LeafFromTree& );    　　　　　　 // not defined
    LeafFromTree & operator=( const LeafFromTree& );    // not defined
};

程序中如果调用了 LeafFromTree 类的拷贝构造函数 (或拷贝赋值操作符)，则在编译时，会出现链接错误 (link-time error)

为了将报错提前到编译时 (compile time)，可增加了一个基类 Uncopyable，并将拷贝构造函数和拷贝赋值算子声明为私有型

class Uncopyable {
protected:      　　　　　　
    Uncopyable() {}　　　　// allow construction and destruction of derived objects...
    ~Uncopyable() {} 
private:
    Uncopyable(const Uncopyable&);　　// ...but prevent copying
    Uncopyable& operator=(const Uncopyable&);
};

而 LeafFromTree 则私有继承自 Uncopyable 基类

// class no longer declares copy ctor or copy assign operator
class LeafFromTree: private Uncopyable { };

2.2 delete 关键字

C++11 中比较简单，只需在想要 “禁止使用” 的函数声明后加 “= delete”，需要保留的则加 "= default" 或者不采取操作

class LeafFromTree{
public:
　　LeafFromTree() = default;
　　~LeafFromTree() = default;

　　LeafFromTree( const LeafFromTree& ) = delete;　　// mark copy ctor or copy assignment operator as deleted functions
　　LeafFromTree & operator=( const LeafFromTree &) = delete; 
};

 

3 delete 的扩展

C++11 中，delete 关键字可用于任何函数，不仅仅局限于类成员函数

3.1 函数重载

在函数重载中，可用 delete 来滤掉一些函数的形参类型，如下：

bool isLucky(int number);        // original function
bool isLucky(char) = delete;     // reject chars
bool isLucky(bool) = delete;     // reject bools
bool isLucky(double) = delete;   // reject doubles and floats

这样在调用 isLucky 函数时，如果参数类型不对，则会出现错误提示

if (isLucky('a')) …     // error !    call to deleted function
if (isLucky(true)) …    // error !
if (isLucky(3.5)) …     // error !

3.2 模板特化

在模板特例化中，也可以用 delete 来过滤一些特定的形参类型。

例如，Widget 类中声明了一个模板函数，当进行模板特化时，要求禁止参数为 void* 的函数调用。

如果按照 C++98 的 “私有不实现“ 思路，应该是将特例化的函数声明为私有型，如下所示：

class Widget {
public:
    template
    void processPointer(T* ptr) { … }
private:
    template<>             
    void processPointer(void*);    // error!
};

问题是，模板特化应该被写在命名空间域 (namespace scope)，而不是类域 (class scope)，因此，该方法会报错。

而在 C++11 中，因为有了 delete 关键字，则可以直接在类域外，将特例化的模板函数声明为 delete， 如下所示：

class Widget {
public:
    template
    void processPointer(T* ptr) { … }
};

template<> 
void Widget::processPointer(void*) = delete; // still public, but deleted

这样，当程序代码中，有调用 void* 作形参的 processPointer 函数时，则编译时就会报错。

 

小结：

1) Prefer deleted functions to private undefined ones

2) Any function may be deleted, including non-member functions and template instantiations